Išoriniai ir vidiniai žemės apvalkalai. Žemės kriauklių charakteristikos

Žemės evoliucinio vystymosi etapai

Žemė atsirado sutirštinant vyraujančią aukštos temperatūros frakciją dideliu kiekiu metalinės geležies, o likusi artima žemei medžiaga, kurioje geležis oksidavosi ir virto silikatais, tikriausiai atiteko Mėnulio statybai.

Ankstyvieji Žemės vystymosi etapai nėra užfiksuoti akmens geologiniame įraše, pagal kurį geologijos mokslai sėkmingai atkuria jos istoriją. Net pačios seniausios uolienos (jų amžius pažymėtas didžiuliu skaičiumi – 3,9 milijardo metų) yra daug vėlesnių įvykių, įvykusių susiformavus pačiai planetai, rezultatas.

Ankstyvieji mūsų planetos egzistavimo etapai pasižymėjo jos planetinės integracijos (akumuliacijos) ir vėlesnės diferenciacijos procesu, dėl kurio susiformavo centrinė šerdis ir ją gaubianti pirminė silikatinė mantija. Okeaninio ir žemyninio tipo aliuminio silikatinės plutos susidarymas reiškia vėlesnius įvykius, susijusius su fizikiniais ir cheminiais procesais pačioje mantijoje.

Žemė, kaip pirminė planeta, susiformavo žemesnėje nei jos medžiagos lydymosi temperatūrai prieš 5–4,6 mlrd. metų. Žemė susidarė kaupimosi būdu kaip chemiškai santykinai vienalytė sfera. Tai buvo gana homogeniškas geležies dalelių, silikatų ir mažiau sulfidų mišinys, gana tolygiai pasiskirstęs visame tūryje.

Didžioji jo masės dalis susidarė žemesnėje nei aukštos temperatūros frakcijos (metalo, silikato) kondensacijos temperatūra, t. y. žemesnėje nei 800° K. Apskritai Žemės formavimosi pabaiga negalėjo įvykti žemesnėje nei 320° K temperatūroje. , kurį padiktavo atstumas nuo Saulės. Dalelių poveikis kaupimosi proceso metu gali pakelti besiformuojančios Žemės temperatūrą, tačiau kiekybinis šio proceso energijos įvertinimas negali būti pakankamai patikimas.

Nuo pat jaunos Žemės formavimosi pradžios buvo pastebėtas jos radioaktyvusis įkaitimas, kurį sukėlė sparčiai nykstančių radioaktyvių branduolių, įskaitant tam tikrą skaičių transuraninių, išlikusių iš branduolių sintezės eros, irimo, ir dabartinio skilimo. konservuoti radioizotopai ir.

Bendroje radiogeninėje atominėje energijoje ankstyvosiose Žemės egzistavimo epochose pakako, kad jos medžiaga vietomis pradėtų tirpti, o paskui degazuoti ir šviesos komponentai pakilti į viršutinius horizontus.

Esant santykinai homogeniškam radioaktyviųjų elementų pasiskirstymui, vienodai pasiskirstant radiogeninei šilumai visame Žemės tūryje, didžiausias temperatūros padidėjimas įvyko jo centre, o po to išsilygino išilgai periferijos. Tačiau centriniuose Žemės regionuose slėgis buvo per didelis, kad ištirptų. Tirpimas dėl radioaktyvaus šildymo prasidėjo kai kuriuose kritiniuose gyliuose, kur temperatūra viršijo kai kurios pirminės Žemės medžiagos dalies lydymosi temperatūrą. Šiuo atveju geležies medžiaga su sieros priemaiša pradėjo tirpti greičiau nei gryna geležis ar silikatas.

Visa tai geologiškai įvyko gana greitai, nes didžiulės išlydytos geležies masės negalėjo ilgai išlikti nestabilios viršutinėse Žemės dalyse. Galų gale visa skysta geležis įstiklino į centrinius Žemės regionus, sudarydama metalinę šerdį. Vidinė jo dalis, veikiama aukšto slėgio, perėjo į kietą tankią fazę, sudarant mažą šerdį, gilesnę nei 5000 km.

Prieš 4,5 milijardo metų prasidėjo asimetrinis planetos medžiagos diferenciacijos procesas, dėl kurio atsirado žemyniniai ir vandenyniniai pusrutuliai (segmentai). Gali būti, kad šiuolaikinio Ramiojo vandenyno pusrutulis buvo segmentas, į kurį geležies masės nugrimzdo link centro, o priešingame pusrutulyje jos kilo didėjant silikatinei medžiagai ir vėliau tirpstant lengvesnėms aliumosilikato masėms bei lakiosioms sudedamosioms dalims. Lydžiosios mantijos medžiagos frakcijos sukoncentravo tipiškiausius litofilinius elementus, kurie kartu su dujomis ir vandens garais pateko į pirminės Žemės paviršių. Pasibaigus planetų diferenciacijai, dauguma silikatų suformavo storą planetos mantiją, o jos lydymosi produktai lėmė aliuminio silikato pluta, pirminis vandenynas ir pirminė atmosfera, prisotinta CO 2.

A.P. Vinogradovas (1971), remdamasis meteorito medžiagos metalinių fazių analize, mano, kad kietas geležies ir nikelio lydinys atsirado nepriklausomai ir tiesiogiai iš protoplanetinio debesies garų fazės ir kondensavosi 1500 °C temperatūroje. meteoritų nikelio lydinys, pasak mokslininko, turi pirminį pobūdį ir atitinkamai charakterizuoja antžeminių planetų metalinę fazę. Gana didelio tankio geležies ir nikelio lydiniai, kaip tikina Vinogradovas, atsirado protoplanetiniame debesyje, dėl didelio šilumos laidumo sukepinta į atskiras dalis, kurios nukrito į dujų-dulkių debesies centrą ir toliau nuolat auga kondensatas. Tik iš geležies ir nikelio lydinio masė, nepriklausomai kondensuota iš protoplanetinio debesies, galėjo sudaryti antžeminio tipo planetų šerdis.

Didelis pirminės Saulės aktyvumas aplinkinėje erdvėje sukūrė magnetinį lauką, kuris prisidėjo prie feromagnetinių medžiagų įmagnetinimo. Tai apima metalinį geležį, kobaltą, nikelį ir iš dalies geležies sulfidą. Curie taškas – temperatūra, žemiau kurios medžiagos įgyja magnetines savybes – geležies yra 1043 °K, kobalto – 1393 °K, nikelio – 630 °K, o geležies sulfido (pirotitas, artimas troilitui) – 598 °K. Magnetinės jėgos mažoms dalelėms yra daug dydžių didesnės už gravitacines traukos jėgas, kurios priklauso nuo masių, tada geležies dalelių kaupimasis iš vėstančio saulės ūko gali prasidėti žemesnėje nei 1000 °K temperatūroje didelių koncentracijų pavidalu ir buvo daug kartų efektyviau nei silikato dalelių kaupimas kitomis vienodomis sąlygomis. Geležies sulfidas, esantis žemiau 580 °K, taip pat gali kauptis magnetinių jėgų įtakoje po geležies, kobalto ir nikelio.

Pagrindinis mūsų planetos zoninės sandaros motyvas buvo susijęs su nuosekliu skirtingos sudėties dalelių kaupimosi eiga – pirmiausia stipriai feromagnetinių, paskui silpnai feromagnetinių ir galiausiai silikatinių ir kitų dalelių, kurių kaupimasis jau buvo padiktuotas. daugiausia dėl išaugusių masyvių metalų masių gravitacinių jėgų.

Taigi pagrindinė žemės plutos zoninės struktūros ir sudėties priežastis buvo greitas radiogeninis įkaitimas, nulėmęs jos temperatūros padidėjimą ir dar labiau prisidėjęs prie vietinio medžiagos tirpimo, cheminės diferenciacijos ir feromagnetinių savybių vystymosi veikiant saulės energija.

Dujų-dulkių debesies stadija ir Žemės, kaip kondensacijos šiame debesyje, susidarymas. Apimta atmosfera H ir Ne, įvyko šių dujų išsisklaidymas.

Palaipsniui kaitinant protoplanetą, sumažėjo geležies oksidai ir silikatai, o vidinės protoplanetos dalys buvo praturtintos metaline geležimi. Į atmosferą buvo išleistos įvairios dujos. Dujų susidarymas įvyko dėl radioaktyvių, radiocheminių ir cheminių procesų. Iš pradžių į atmosferą buvo išleistos daugiausia inertinės dujos: Ne(neonas), Ns(nilsboriumas), CO 2(smalkės), H 2(vandenilis), Ne(helis), Ag(argonas), Kilogramas(kriptonas), heh(ksenonas). Atmosferoje buvo sukurta atkuriamoji atmosfera. Galbūt buvo koks išsilavinimas NH3(amoniako) sintezės būdu. Tada, be nurodytųjų, į atmosferą pradėjo patekti rūgštūs dūmai - CO 2, H2S, HF, SO2. Vyko vandenilio ir helio disociacija. Dėl vandens garų išsiskyrimo ir hidrosferos susidarymo sumažėjo labai tirpių ir reaktyvių dujų koncentracija ( CO2, H2S, NH3). Atitinkamai pasikeitė atmosferos sudėtis.

Per ugnikalnius ir kitais būdais iš magmos ir magminių uolienų tęsėsi vandens garų išsiskyrimas, CO 2, TAIP, NH3, NE 2, SO2. Taip pat buvo atranka H 2, Apie 2, ne, Ag, Ne, kr, Xe dėl radiocheminių procesų ir radioaktyviųjų elementų virsmų. palaipsniui kaupiasi atmosferoje CO 2 ir N 2. Buvo nedidelė koncentracija Apie 2 atmosferoje, bet ir joje buvo CH4, H2 ir TAIP(iš ugnikalnių). Deguonis oksidavo šias dujas. Žemei vėsstant, vandenilis ir inertinės dujos buvo sugertos atmosferoje, sulaikytos gravitacijos ir geomagnetinio lauko, kaip ir kitos pirminės atmosferos dujos. Antrinėje atmosferoje buvo šiek tiek likutinio vandenilio, vandens, amoniako, vandenilio sulfido ir ji buvo smarkiai redukuojančio pobūdžio.

Formuojantis proto Žemei visas vanduo buvo įvairių formų, susijusių su protoplanetos medžiaga. Žemei susidarius iš šaltos protoplanetos ir palaipsniui kylant jos temperatūrai, į silikatinio magminio tirpalo sudėtį vis dažniau buvo įtrauktas vanduo. Dalis jos išgaravo iš magmos į atmosferą, o paskui išsisklaidė. Žemei vėsstant, vandens garų sklaida susilpnėjo, o vėliau praktiškai visai sustojo. Žemės atmosfera pradėjo praturtėti vandens garų kiekiu. Tačiau atmosferos krituliai ir vandens telkinių susidarymas Žemės paviršiuje tapo įmanomi tik gerokai vėliau, kai temperatūra Žemės paviršiuje tapo žemiau 100°C. Temperatūros kritimas Žemės paviršiuje iki mažiau nei 100°C neabejotinai buvo šuolis Žemės hidrosferos istorijoje. Iki to momento vanduo žemės plutoje buvo tik chemiškai ir fiziškai surištas, kartu su uolienomis sudarydamas vieną nedalomą visumą. Vanduo atmosferoje buvo dujų arba karštų garų pavidalu. Žemės paviršiaus temperatūrai nukritus žemiau 100°C, dėl gausių kritulių jos paviršiuje pradėjo formuotis gana platūs sekli rezervuarai. Nuo to laiko paviršiuje pradėjo formuotis jūros, o vėliau ir pirminis vandenynas. Žemės uolienose kartu su vandeniu surišta kietėjančia magma ir atsirandančiomis magminėmis uolienomis atsiranda laisvas lašinamas skystas vanduo.

Žemės atšalimas prisidėjo prie požeminio vandens atsiradimo, kurio cheminė sudėtis labai skyrėsi nuo pirminių jūrų paviršinių vandenų. Sausumos atmosfera, susidariusi aušinant pradinei karštai medžiagai iš lakiųjų medžiagų, garų ir dujų, tapo atmosferos ir vandens susidarymo vandenynuose pagrindu. Vandens atsiradimas ant žemės paviršiaus prisidėjo prie oro masių atmosferos cirkuliacijos tarp jūros ir sausumos proceso. Netolygus saulės energijos pasiskirstymas žemės paviršiuje sukėlė atmosferos cirkuliaciją tarp ašigalių ir pusiaujo.

Visi egzistuojantys elementai susiformavo žemės plutoje. Aštuoni iš jų – deguonis, silicis, aliuminis, geležis, kalcis, natris, kalis ir magnis – sudarė daugiau nei 99 % žemės plutos masės ir atomų skaičiaus, o visos likusios – mažiau nei 1 %. Pagrindinė elementų masė yra išsibarsčiusi žemės plutoje ir tik nedidelė jų dalis sudarė sankaupas mineralų telkinių pavidalu. Nuosėdose elementų gryna forma paprastai nerandama. Jie sudaro natūralius cheminius junginius – mineralus. Tik nedaugelis – siera, auksas ir platina – gali kauptis gryna natūralia forma.

Uoliena – tai medžiaga, iš kurios susidaro daugiau ar mažiau pastovios sudėties ir struktūros žemės plutos atkarpos, susidedančios iš kelių mineralų sankaupos. Pagrindinis uolienų susidarymo procesas litosferoje yra vulkanizmas (6.1.2 pav.). Dideliame gylyje magma yra aukšto slėgio ir temperatūros sąlygomis. Magma (gr. „tirštokas purvas“) susideda iš daugybės cheminių elementų arba paprastų junginių.

Ryžiai. 6.1.2. Išsiveržimas

Sumažėjus slėgiui ir temperatūrai, pamažu „tvarkomi“ cheminiai elementai ir jų junginiai, suformuojantys būsimų mineralų prototipus. Kai tik temperatūra nukrenta pakankamai, kad pradėtų kietėti, iš magmos pradeda išsiskirti mineralai. Šią izoliaciją lydi kristalizacijos procesas. Kaip kristalizacijos pavyzdį pateikiame druskos kristalo susidarymą NaCl(6.1.3 pav.).

6.1.3 pav. Valgomosios druskos (natrio chlorido) kristalo struktūra. (Maži rutuliukai yra natrio atomai, dideli rutuliukai yra chloro atomai.)

Cheminė formulė rodo, kad medžiaga yra sudaryta iš to paties skaičiaus natrio ir chloro atomų. Gamtoje nėra natrio chlorido atomų. Medžiaga natrio chloridas yra sudaryta iš natrio chlorido molekulių. Akmens druskos kristalai susideda iš natrio ir chloro atomų, besikeičiančių išilgai kubo ašių. Kristalizacijos metu dėl elektromagnetinių jėgų kiekvienas kristalo struktūros atomas yra linkęs užimti savo vietą.

Magmos kristalizacija įvyko praeityje ir dabar vyksta ugnikalnių išsiveržimų metu įvairiomis gamtinėmis sąlygomis. Kai magma kietėja gylyje, tada jos aušinimo procesas vyksta lėtai, atsiranda granuliuotos gerai kristalizuotos uolienos, kurios vadinamos giliosiomis. Tai granitai, diaritai, gabro, sianitai ir peridotitai. Dažnai, veikiama aktyvių vidinių Žemės jėgų, magma išsilieja į paviršių. Paviršiuje lava atvėsta daug greičiau nei gylyje, todėl sąlygos kristalams susidaryti yra mažiau palankios. Kristalai yra mažiau patvarūs ir greitai virsta metamorfinėmis, biriomis ir nuosėdinėmis uolienomis.

Gamtoje nėra mineralų ir uolienų, kurie egzistuotų amžinai. Bet kuri uola kažkada atsirado ir kada nors jos egzistavimas baigiasi. Jis nedingsta be pėdsakų, o virsta kita uola. Taigi, sunaikinus granitą, iš jo dalelių susidaro smėlio ir molio sluoksniai. Smėlis, panardintas, gali virsti smiltainiu ir kvarcitu, o esant aukštesniam slėgiui ir temperatūrai, susidaro granitas.

Mineralų ir uolienų pasaulis turi savo ypatingą „gyvybę“. Yra dvynių mineralų. Pavyzdžiui, jei randamas „švino blizgesio“ mineralas, tada „cinko mišinio“ mineralas visada bus šalia jo. Tie patys dvyniai yra auksas ir kvarcas, cinoberis ir antimonitas.

Yra mineralų „priešai“ – kvarcas ir nefelinas. Kvarcas savo sudėtyje atitinka silicio dioksidą, nefelinas - natrio aliumosilikatą. Ir nors kvarcas yra labai plačiai paplitęs gamtoje ir yra daugelio uolienų dalis, jis „netoleruoja“ nefelino ir niekada su juo nepasitaiko. Antagonizmo paslaptis susijusi su tuo, kad nefelinas yra per mažai prisotintas silicio dioksidu.

Mineralų pasaulyje pasitaiko atvejų, kai pasikeitus aplinkos sąlygoms vienas mineralas pasirodo agresyvus ir vystosi kito sąskaita.

Mineralas, patekęs į kitas sąlygas, kartais pasirodo esantis nestabilus ir pakeičiamas kitu mineralu, išlaikant pirminę formą. Tokie virsmai dažnai vyksta su piritu, kurio sudėtis yra panaši į geležies disulfidą. Paprastai susidaro aukso spalvos kubiniai kristalai su stipriu metaliniu blizgesiu. Atmosferos deguonies įtakoje piritas skyla į rudą geležies rūdą. Ruda geležies rūda nesudaro kristalų, tačiau, atsiradusi vietoje pirito, išlaiko savo kristalo formą.

Tokie mineralai juokais vadinami „apgavikais“. Jų mokslinis pavadinimas yra pseudomorfozės arba netikri kristalai; jų forma nėra būdinga sudedamajam mineralui.

Pseudomorfozės liudija sudėtingus skirtingų mineralų ryšius. Santykiai tarp vieno mineralo kristalų taip pat ne visada paprasti. Geologijos muziejuose tikriausiai ne kartą žavėjotės gražiais kristalų ataugomis. Tokie tarpaugliai vadinami drūzais arba kalnų šepečiais. Naudingųjų iškasenų telkiniuose jie yra beatodairiškos akmens mėgėjų „medžioklės“ objektai – tiek pradedančiųjų, tiek patyrusių mineralogų (6.1.4 pav.).

Drūzai labai gražūs, tad toks susidomėjimas jais visai suprantamas. Bet tai ne tik išvaizda. Pažiūrėkime, kaip formuojasi šie kristalų šepetėliai, išsiaiškinkime, kodėl kristalai savo pailgėjimu visada išsidėsto daugmaž statmenai augimo paviršiui, kodėl druzėje nėra arba beveik nėra kristalų, kurie gulėtų plokščiai arba augtų įstrižai. Atrodytų, kad formuojantis kristalo „branduoliui“ jis turėtų gulėti ant augimo paviršiaus, o ne stovėti ant jo vertikaliai.

Ryžiai. 6.1.4. Augančių kristalų geometrinės atrankos schema drūzų formavimosi metu (pagal D. P. Grigorjevą).

Visus šiuos klausimus gerai paaiškina garsaus mineralogo - Leningrado kalnakasybos instituto profesoriaus D. P. Grigorjevo geometrinės kristalų atrankos teorija. Jis įrodė, kad kristalų drūzų susidarymui įtakos turi daugybė priežasčių, tačiau bet kokiu atveju augantys kristalai sąveikauja tarpusavyje. Kai kurios iš jų pasirodo „silpnesnės“, todėl jų augimas greitai sustoja. „Stipresni“ toliau auga, o kad nebūtų „varžomi“ kaimynų, išsitiesia aukštyn.

Koks yra kalnų šepečių susidarymo mechanizmas? Kaip daugybė skirtingai orientuotų „branduolių“ virsta nedideliu skaičiumi didelių kristalų, esančių daugiau ar mažiau statmenai augimo paviršiui? Atsakymą į šį klausimą galima gauti, jei atidžiai išnagrinėsime drūzų struktūrą, kurią sudaro zonos spalvos kristalai, ty tie, kuriuose spalvos pokyčiai išskiria augimo pėdsakus.

Pažvelkime atidžiau į išilginį Druzės pjūvį. Ant nelygaus augančio paviršiaus matosi nemažai kristalų branduolių. Natūralu, kad jų pailgėjimai atitinka didžiausio augimo kryptį. Iš pradžių visi branduoliai, nepriklausomai nuo orientacijos, kristalų pailgėjimo kryptimi augo vienodai. Bet tada kristalai pradėjo liestis. Pasvirusieji greitai atsidūrė suspausti vertikaliai augančių kaimynų, nepalikdami jiems laisvos vietos. Todėl iš skirtingai orientuotų mažų kristalų masės „išliko“ tik tie, kurie buvo statmenai arba beveik statmenai augimo paviršiui. Už šalto krištolo druzų blizgesio, saugomo muziejų vitrinose, slypi ilgas gyvenimas, kupinas susidūrimų...

Kitas nuostabus mineraloginis reiškinys – kalnų kristalas su rutilo mineralinių intarpų ryšuliais. Puikus akmens žinovas A. A. Malakhovas sakė, kad „sukant šį akmenį rankose atrodo, kad žiūri į jūros dugną per saulės gijų persmelktą gelmę“. Urale toks akmuo vadinamas „plaukuotu“, o mineraloginėje literatūroje jis žinomas nuostabiu pavadinimu „Veneros plaukai“.

Kristalų susidarymo procesas prasideda tam tikru atstumu nuo ugningosios magmos šaltinio, kai į uolienų plyšius patenka karšti vandeniniai tirpalai su siliciu ir titanu. Sumažėjus temperatūrai, tirpalas pasirodo esąs persotintas, iš jo vienu metu nusėda silicio dioksido kristalai (uolienų kristalai) ir titano oksidas (rutilas). Tai paaiškina kalnų krištolo prasiskverbimą rutilo adatomis. Mineralai kristalizuojasi tam tikra seka. Kartais jie išsiskiria vienu metu, kaip ir formuojant „Veneros plaukus“.

Kolosalus destruktyvus ir kūrybinis darbas vis dar vyksta Žemės gelmėse. Begalinių reakcijų grandinėse gimsta naujos medžiagos – elementai, mineralai, uolienos. Mantijos magma iš nežinomų gelmių veržiasi į ploną žemės plutos apvalkalą, prasiskverbia pro jį, bandydama rasti išeitį į planetos paviršių. Elektromagnetinių virpesių bangos, neuronų srautai, radioaktyviosios spinduliuotės srautas iš žemės gelmių. Būtent jie tapo vienais pagrindinių gyvybės Žemėje atsiradimo ir vystymosi procese.

Antropogeninis poveikis gamtai šiuo metu skverbiasi į visas sritis, todėl būtina trumpai panagrinėti atskirų Žemės lukštų ypatybes.

Žemę sudaro šerdis, mantija, pluta, litosfera, hidrosfera ir. Dėl gyvosios medžiagos ir žmogaus veiklos poveikio atsirado dar du apvalkalai – biosfera ir noosfera, įskaitant technosferą. Žmogaus veikla apima hidrosferą, litosferą, biosferą ir noosferą. Trumpai panagrinėkime šias kriaukles ir žmogaus veiklos poveikio jiems pobūdį.

Bendrosios atmosferos charakteristikos

Išorinis dujinis Žemės apvalkalas. Apatinė dalis liečiasi su litosfera arba, o viršutinė dalis – su tarpplanetine erdve. susideda iš trijų dalių:

1. Troposfera (apatinė dalis) ir jos aukštis virš paviršiaus yra 15 km. Troposfera susideda iš , kurios tankis mažėja didėjant aukščiui. Viršutinė troposferos dalis liečiasi su ozono ekranu – 7-8 km storio ozono sluoksniu.

Ozono skydas neleidžia Žemės paviršių (litosferą, hidrosferą) pasiekti kietajai ultravioletinei spinduliuotei ar didelės energijos kosminei spinduliuotei, kuri yra žalinga viskam, kas gyva. Apatiniai troposferos sluoksniai - iki 5 km nuo jūros lygio - yra oro buveinė, o žemiausi sluoksniai yra tankiausiai apgyvendinti - iki 100 m nuo žemės paviršiaus arba. Didžiausią žmogaus veiklos poveikį, turintį didžiausią ekologinę reikšmę, patiria troposfera ir ypač apatiniai jos sluoksniai.

2. Stratosfera – vidurinis sluoksnis, kurio riba yra 100 km aukštis virš jūros lygio. Stratosfera užpildyta retintomis dujomis (azoto, vandenilio, helio ir kt.). Jis patenka į jonosferą.

3. Jonosfera – viršutinis sluoksnis, pereinantis į tarpplanetinę erdvę. Jonosfera užpildyta dalelėmis, atsirandančiomis irstant molekulėms – jonų, elektronų ir kt. Apatinėje jonosferos dalyje pasirodo „šiaurės pašvaistė“, kuri stebima srityse, esančiose už poliarinio rato.

Ekologiniu požiūriu didžiausią reikšmę turi troposfera.

Trumpas litosferos ir hidrosferos aprašymas

Žemės paviršius, esantis po troposfera, yra nevienalytis – dalį jo užima vanduo, sudarantis hidrosferą, o dalis – žemė, sudaranti litosferą.

Litosfera – išorinis kietas Žemės rutulio apvalkalas, suformuotas uolienų (iš čia ir pavadinimas – „lietas“ – akmuo). Jį sudaro du sluoksniai – viršutinis, sudarytas iš nuosėdinių uolienų su granitu, ir apatinis, sudarytas iš kietų bazalto uolienų. Dalį litosferos užima vanduo (), o dalis yra žemė, sudaranti apie 30% žemės paviršiaus. Viršutinį žemės sluoksnį (didžiąją dalį) dengia plonas derlingo paviršiaus sluoksnis – žemė. Dirvožemis yra viena iš gyvybės terpių, o litosfera – substratas, kuriame gyvena įvairūs organizmai.

Hidrosfera – žemės paviršiaus vandens apvalkalas, sudarytas iš visų Žemės vandens telkinių visumos. Hidrosferos storis įvairiose vietovėse yra skirtingas, tačiau vidutinis vandenyno gylis siekia 3,8 km, o kai kuriose įdubose – iki 11 km. Hidrosfera yra vandens šaltinis visiems Žemėje gyvenantiems organizmams, tai galinga geologinė jėga, kuri apkeliauja vandenį ir kitas medžiagas, „gyvybės lopšys“ ir vandens organizmų buveinė. Antropogeninis poveikis hidrosferai taip pat yra didelis ir bus aptartas toliau.

Bendrosios biosferos ir noosferos charakteristikos

Nuo gyvybės atsiradimo Žemėje atsirado naujas, specifinis apvalkalas – biosfera. Terminą „biosfera“ įvedė E. Suess (1875).

Biosfera (gyvybės sfera) yra ta Žemės apvalkalo dalis, kurioje gyvena įvairūs organizmai. Biosfera užima dalį (apatinę troposferos dalį), litosferą (viršutinę dalį, įskaitant dirvožemį) ir prasiskverbia per visą hidrosferą bei viršutinę dugno paviršiaus dalį.

Biosfera taip pat gali būti apibrėžta kaip geologinis apvalkalas, kuriame gyvena gyvi organizmai.

Biosferos ribas lemia normaliam organizmų funkcionavimui būtinų sąlygų buvimas. Viršutinę biosferos dalį riboja ultravioletinės spinduliuotės intensyvumas, o apatinę – aukšta temperatūra (iki 100°C). Bakterijų sporos randamos 20 km aukštyje virš jūros lygio, o anaerobinės bakterijos – iki 3 km gylyje nuo žemės paviršiaus.

Yra žinoma, kad juos formuoja gyvoji medžiaga. Biosferos tankiui būdinga gyvosios medžiagos koncentracija. Nustatyta, kad didžiausias biosferos tankis būdingas sausumos ir vandenyno paviršiams, esantiems tarp litosferos ir hidrosferos bei atmosferos. Gyvybės tankis dirvožemyje yra labai didelis.

Gyvosios medžiagos masė, palyginti su žemės plutos ir hidrosferos mase, yra nedidelė, tačiau vaidina didžiulį vaidmenį žemės plutos kaitos procesuose.

Biosfera yra visų Žemėje esančių biogeocenozių visuma, todėl ji laikoma aukščiausia Žemės ekosistema. Viskas biosferoje yra tarpusavyje susiję ir priklausomi. Visų Žemėje esančių organizmų genofondas užtikrina santykinį planetos biologinių išteklių stabilumą ir atsinaujinimą, jei į natūralius ekologinius procesus nesikiša įvairios geologinio ar tarpplanetinio pobūdžio jėgos. Šiuo metu, kaip minėta pirmiau, antropogeniniai veiksniai, veikiantys biosferą, įgavo geologinės jėgos pobūdį, į kurią žmonija turi atsižvelgti, jei nori išgyventi Žemėje.

Nuo žmogaus atsiradimo Žemėje gamtoje atsirado antropogeniniai veiksniai, kurių poveikis stiprėja vystantis civilizacijai, atsirado naujas specifinis Žemės apvalkalas - noosfera (protingos gyvybės sfera). Terminą „noosfera“ pirmasis įvedė E. Leroy ir T. Ya. de Chardinas (1927), o Rusijoje pirmą kartą savo darbuose pavartojo V. I. Vernadskis (XX a. 30–40 m.). Aiškinant terminą „noosfera“ yra du požiūriai:

1. "Noosfera yra ta biosferos dalis, kurioje vykdoma žmogaus ūkinė veikla." Šios koncepcijos autorius buvo L. N. Gumiljovas (poetės A. Achmatovos ir poeto N. Gumiliovo sūnus). Šis požiūris yra teisingas, jei reikia išskirti žmogaus veiklą biosferoje, parodyti jos skirtumą nuo kitų organizmų veiklos. Tokia samprata apibūdina noosferos, kaip Žemės apvalkalo, esmės „siaurą prasmę“.

2. "Noosfera yra biosfera, kurios vystymąsi nukreipia žmogaus protas". Ši sąvoka yra plačiai atstovaujama ir yra plačiai suprantama noosferos esmė, nes žmogaus proto įtaka biosferai gali būti tiek teigiama, tiek neigiama, pastaroji labai dažnai vyrauja. Į noosferos sudėtį įeina technosfera – noosferos dalis, susijusi su žmogaus gamybine veikla.

Dabartiniame civilizacijos ir gyventojų raidos etape būtina „pagrįstai“ paveikti gamtą, optimaliai ją paveikti, kad būtų kuo mažesnė žala natūraliems ekologiniams procesams, atkurtos sunaikintos ar sutrikusios biogeocenozės ir netgi žmogaus gyvybei kaip neatsiejamai. biosferos dalis. Žmogaus veikla neišvengiamai keičia aplinkinį pasaulį, tačiau, atsižvelgiant į galimas pasekmes, numatant galimus neigiamus padarinius, būtina pasirūpinti, kad šios pasekmės būtų kuo mažiau destruktyvios.

Trumpas avarinių situacijų, atsirandančių Žemės paviršiuje, aprašymas ir jų klasifikacija

Svarbų vaidmenį natūraliuose ekologiniuose procesuose atlieka ekstremalios situacijos, nuolat kylančios Žemės paviršiuje. Jie naikina vietines biogeocenozes, o jei kartojasi cikliškai, kai kuriais atvejais tai yra aplinkos veiksniai, prisidedantys prie evoliucijos procesų.

Situacijos, kai normalus daugelio žmonių funkcionavimas arba visa biogeocenozė tampa sudėtinga arba neįmanoma, vadinamos avarinėmis.

„Avarinių situacijų“ sąvoka labiau taikoma žmogaus veiklai, tačiau ji taip pat taikoma ir gamtos bendrijoms.

Pagal kilmę ekstremaliosios situacijos skirstomos į natūralias ir antropogenines (technogenines).

Gamtos ekstremalios situacijos kyla dėl gamtos reiškinių. Tai potvyniai, žemės drebėjimai, nuošliaužos, purvo srautai, uraganai, išsiveržimai ir kt. Apsvarstykite kai kuriuos reiškinius, sukeliančius stichines nelaimes.

Tai staigus potencinės žemės vidinės energijos išlaisvinimas, kuris pasireiškia smūginių bangų ir elastinių virpesių (seisminių bangų) pavidalu.

Žemės drebėjimai įvyksta daugiausia dėl požeminių vulkaninių reiškinių, sluoksnių pasislinkimo vienas kito atžvilgiu, tačiau jie gali būti ir žmogaus sukelti gamtoje bei įvykti dėl kasinėjimų griūties. Žemės drebėjimų metu atsiranda uolienų poslinkiai, virpesiai ir vibracijos nuo seisminių bangų ir žemės plutos tektoninių judesių, dėl kurių sunaikinamas paviršius – atsiranda įtrūkimų, lūžių ir pan., taip pat kyla gaisrai, pastatų sunaikinimas.

Nuošliaužos – slenkantis uolienų poslinkis žemyn nuo nuožulnių paviršių (kalnų, kalvų, jūros terasų ir kt.), veikiant gravitacijai.

Nuošliaužų metu suardomas paviršius, žūva biocenozės, niokojamos gyvenvietės ir kt.. Didžiausią žalą daro labai gilios nuošliaužos, kurių gylis viršija 20 metrų.

Vulkanizmas (vulkanų išsiveržimai) – tai visuma reiškinių, susijusių su magmos (išlydytos uolienų masės), karštų dujų ir vandens garų, kylančių kanalais ar žemės plutos plyšiais, judėjimu.

Vulkanizmas yra tipiškas gamtos reiškinys, dėl kurio labai sunaikinamos natūralios biogeocenozės, daroma didžiulė žala žmogaus ūkinei veiklai ir smarkiai užteršiamas greta ugnikalnių esantis regionas. Ugnikalnių išsiveržimus lydi ir kiti katastrofiški gamtos reiškiniai – gaisrai, nuošliaužos, potvyniai ir kt.

Purvo srautai yra trumpalaikiai audringi potvyniai, pernešantys daug smėlio, akmenukų, didelių skaldos ir akmenų, kurie turi purvo-akmens srautų pobūdį.

Purvo tėkmės būdingos kalnuotiems regionams ir gali padaryti didelę žalą žmonių veiklai, sukelti įvairių gyvūnų mirtį ir naikinti vietines augalų bendrijas.

Sniego lavinos vadinamos sniego lavinomis, nešančiomis su savimi vis daugiau sniego ir kitų birių medžiagų masių. Lavinos yra natūralios ir antropogeninės kilmės. Jie daro didelę žalą žmonių ūkinei veiklai, ardo kelius, elektros linijas, sukelia žmonių, gyvūnų ir augalų bendrijų mirtį.

Minėti reiškiniai, kurie yra avarinių situacijų priežastis, yra glaudžiai susiję su litosfera. Hidrosferoje galimi ir gamtos reiškiniai, sukuriantys avarines situacijas. Tai apima potvynius ir cunamius.

Potvyniai yra upių slėnių, ežerų pakrantės, jūrų ir vandenynų teritorijų užtvindymas vandeniu.

Jei potvyniai yra griežtai periodinio pobūdžio (potvyniai, atoslūgiai), tai šiuo atveju natūralios biogeocenozės yra pritaikytos prie jų kaip prie buveinės tam tikromis sąlygomis. Tačiau dažnai potvyniai būna netikėti ir susiję su atskirais neperiodiniais reiškiniais (gausus sniegas žiemą sudaro sąlygas kilti dideliems potvyniams, dėl kurių užliejama didelė teritorija ir pan.). Potvynių metu suardoma dirvožemio danga, vietovė gali būti užteršta įvairiomis atliekomis dėl jų saugyklų erozijos, gyvūnų, augalų ir žmonių žūties, gyvenviečių naikinimo ir kt.

Didelio stiprumo gravitacinės bangos, kylančios jūrų ir vandenynų paviršiuje.

Cunamių priežastys yra natūralios ir žmogaus sukeltos. Žemės drebėjimai, jūros drebėjimai ir povandeniniai ugnikalnių išsiveržimai priskiriami prie natūralių priežasčių, povandeniniai branduoliniai sprogimai – prie žmogaus sukeltų priežasčių.

Cunamiai sukelia laivų mirtį ir avarijas juose, o tai savo ruožtu teršia natūralią aplinką, pavyzdžiui, sunaikinus naftos tanklaivį didžiulis vandens paviršius bus užterštas naftos plėvele, kuri yra nuodinga planktonui ir pelarginės gyvūnų formos (planktonas – pakibę smulkūs organizmai, gyvenantys paviršiniame vandenyno ar kito vandens telkinio vandens sluoksnyje; pelarginės gyvūnų formos – gyvūnai, kurie dėl aktyvaus judėjimo laisvai juda vandens storymėje, pavyzdžiui, rykliai , banginiai, galvakojai; bentosinės organizmų formos – bentoso gyvenimo būdą turintys organizmai, pavyzdžiui, plekšnės, krabai atsiskyrėliai, dygiaodžiai, dugne prisitvirtinę dumbliai ir kt.). Cunamiai sukelia stiprų vandenų maišymąsi, organizmų perkėlimą į neįprastą buveinę ir mirtį.

Taip pat yra reiškinių, sukeliančių ekstremalias situacijas. Tai uraganai, tornadai, įvairios audros.

Uraganai – atogrąžų ir ekstratropiniai ciklonai, kurių centre labai sumažintas slėgis, lydi didelio greičio ir griaunamosios galios vėjų atsiradimas.

Būna silpnų, stiprių ir ekstremalių uraganų, sukeliančių liūtis, jūros bangas ir sausumos objektų naikinimą, įvairių organizmų mirtį.

Sūkurinės audros (škvalai) yra atmosferos reiškiniai, susiję su stipriais vėjais, turinčiais didelę griaunamą galią ir didelę pasiskirstymo sritį. Yra sniegas, dulkės ir bedulkės audros. Dėl pūgų persineša viršutiniai dirvožemio sluoksniai, jie sunaikinami, žūsta augalai, gyvūnai, sunaikinamos konstrukcijos.

Tornadai (tornadai) yra į sūkurį panaši oro masių judėjimo forma, kurią lydi oro piltuvėlių atsiradimas.

Tornadų galia yra didžiulė, jų judėjimo vietoje visiškai sunaikinamas dirvožemis, žūsta gyvūnai, griaunami pastatai, daiktai perkeliami iš vienos vietos į kitą, padarydami žalą ten esantiems objektams.

Be aukščiau aprašytų gamtos reiškinių, lemiančių avarinių situacijų atsiradimą, yra ir kitų jas sukeliančių reiškinių, kurių priežastis yra žmogaus veikla. Žmogaus sukeltos ekstremalios situacijos apima:

1. Transporto avarijos. Pažeidus kelių eismo taisykles įvairiuose greitkeliuose (keliuose, geležinkeliuose, upėse, jūroje), žūsta transporto priemonės, žmonės, gyvūnai ir kt. Į natūralią aplinką patenka įvairios medžiagos, tarp jų ir tos, dėl kurių žūsta visų karalysčių organizmai (pvz. pesticidai ir kt.). Dėl nelaimingų atsitikimų transporte galimi gaisrai ir patekimas į dujas (vandenilio chloridą, amoniaką, degias ir sprogias medžiagas).

2. Nelaimingi atsitikimai didelėse įmonėse. Technologinių procesų pažeidimas, įrangos eksploatavimo taisyklių nesilaikymas, technologijos netobulumas gali sukelti kenksmingų junginių patekimą į aplinką, sukelti įvairias žmonių ir gyvūnų ligas, prisidėti prie mutacijų atsiradimo augalų ir gyvūnų organizmuose, taip pat gali sukelti pastatų sunaikinimą ir gaisrus. Pavojingiausios avarijos įmonėse, naudojančiose. Atominės elektrinės (AE) avarijos daro didelę žalą, nes, be įprastų žalingų veiksnių (mechaniniai pažeidimai, vienkartinio veikimo kenksmingų medžiagų išsiskyrimas, gaisrai), avarijoms AE būdingi radionuklidų, prasiskverbiančios spinduliuotės pažeidimai. , o žalos spindulys šiuo atveju gerokai viršija nelaimingų atsitikimų kitose įmonėse tikimybę.

3. Gaisrai, apimantys didelius miškų ar durpynų plotus. Paprastai tokie gaisrai yra antropogeninio pobūdžio dėl darbo su ugnimi taisyklių pažeidimo, tačiau gali būti ir natūralaus pobūdžio, pavyzdžiui, dėl žaibo iškrovų (žaibo). Tokie gaisrai gali kilti ir dėl elektros linijų gedimų. Gaisrai sunaikina natūralias organizmų bendrijas dideliuose plotuose, padarydami didelę ekonominę žalą žmogaus ūkinei veiklai.

Visi aprašyti reiškiniai, pažeidžiantys natūralias biogeocenozes, darantys didelę žalą žmogaus ūkinei veiklai, reikalauja parengti ir priimti priemones, mažinančias jų neigiamą poveikį, kurios įgyvendinamos įgyvendinant aplinkosaugos veiksmus ir sprendžiant ekstremalių situacijų padarinius.

Jis vadinamas pluta ir patenka į litosferą, o tai graikų kalba pažodžiui reiškia „akmenuotas“ arba „kietas kamuolys“. Ji taip pat apima dalį viršutinės mantijos. Visa tai yra tiesiai virš astenosferos („bejėgis rutulys“) – virš klampesnio ar plastiškesnio sluoksnio, tarsi po litosfera.

Žemės vidinė struktūra

Mūsų planeta turi elipsoido, tiksliau, geoido formą, tai yra uždaros formos trimatis geometrinis kūnas. Ši svarbiausia geodezinė sąvoka pažodžiui išversta kaip „panaši į Žemę“. Taip mūsų planeta atrodo iš išorės. Viduje ji išsidėsčiusi taip – ​​Žemė susideda iš sluoksnių, atskirtų ribomis, kurios turi savo specifinius pavadinimus (aiškiausia iš jų yra Mohorovichic riba, arba Moho, skirianti plutą ir mantiją). Šerdis, kuri yra mūsų planetos centras, apvalkalas (arba mantija) ir pluta - viršutinis kietas Žemės apvalkalas - tai yra pagrindiniai sluoksniai, iš kurių du - šerdis ir mantija, savo ruožtu, yra padalinti į 2 posluoksnius – vidinį ir išorinį arba apatinį ir viršutinį. Taigi šerdį, kurios sferos spindulys yra 3,5 tūkst. kilometrų, sudaro kieta vidinė šerdis (spindulys 1,3) ir skysta išorinė. O mantija arba silikatinis apvalkalas yra padalintas į apatinę ir viršutinę dalis, kurios kartu sudaro 67% visos mūsų planetos masės.

Ploniausias planetos sluoksnis

Patys dirvožemiai atsirado kartu su gyvybe Žemėje ir yra aplinkos – vandens, oro, gyvų organizmų ir augalų – įtakos. Priklausomai nuo įvairių sąlygų (geologinių, geografinių ir klimatinių), šio svarbiausio gamtos ištekliaus storis yra nuo 15 cm iki 3 m. Kai kurių dirvožemio tipų vertė yra labai didelė. Pavyzdžiui, okupacijos metais vokiečiai į Vokietiją išgabeno Ukrainos juodžemį rulonais. Kalbant apie žemės plutą, negalima nepaminėti didelių kietų plotų, kurie slysta per skystesnius mantijos sluoksnius ir juda vienas kito atžvilgiu. Jų suartėjimas ir „atvykimai“ kelia grėsmę tektoniniams poslinkiams, kurie gali būti nelaimių Žemėje priežastimi.

Apie 40 000 kilometrų. Geografiniai Žemės apvalkalai yra planetos sistemos, kuriose visi viduje esantys komponentai yra tarpusavyje susiję ir nustatomi vienas kito atžvilgiu. Yra keturių tipų apvalkalai – atmosferos, litosferos, hidrosferos ir biosferos. Juose esančių medžiagų agregatinės būsenos yra visų tipų – skystos, kietos ir dujinės.

Žemės apvalkalai: atmosfera

Atmosfera yra išorinis apvalkalas. Jį sudaro įvairios dujos:

• azotas - 78,08%;
• deguonis - 20,95%;
• argonas - 0,93%;
• anglies dioksidas - 0,03%.

Be jų, yra ozonas, helis, vandenilis, inertinės dujos, tačiau jų dalis bendrame tūryje yra ne didesnė kaip 0,01%. Šis Žemės apvalkalas taip pat apima dulkes ir vandens garus.

Atmosfera savo ruožtu yra padalinta į 5 sluoksnius:

• troposfera - aukštis nuo 8 iki 12 km, būdingas vandens garų buvimas, kritulių susidarymas, oro masių judėjimas;
• stratosfera - 8-55 km, yra ozono sluoksnis, kuris sugeria UV spinduliuotę;
• mezosfera - 55-80 km, mažas oro tankis, lyginant su žemutine troposfera;
• jonosfera - 80-1000 km, sudaryta iš jonizuotų deguonies atomų, laisvųjų elektronų ir kitų įkrautų dujų molekulių;
• viršutinė atmosfera (sklaidos sfera) - daugiau nei 1000 km, molekulės juda dideliu greičiu ir gali prasiskverbti į erdvę.

Atmosfera palaiko gyvybę planetoje, nes padeda išlaikyti žemę šiltą. Tai taip pat neleidžia patekti tiesioginiams saulės spinduliams. O jo krituliai turėjo įtakos dirvožemio formavimosi procesui ir klimato formavimuisi.

Žemės apvalkalai: litosfera

Tai kietas apvalkalas, sudarantis žemės plutą. Žemės rutulio sudėtį sudaro keli skirtingo storio ir tankio koncentriniai sluoksniai. Jie taip pat turi nevienalytę sudėtį. Vidutinis Žemės tankis yra 5,52 g/cm 3, o viršutiniuose sluoksniuose - 2,7. Tai rodo, kad planetos viduje yra sunkesnių medžiagų nei paviršiuje.

Viršutiniai litosferos sluoksniai yra 60-120 km storio. Juose vyrauja magminės uolienos – granitas, gneisas, bazaltas. Dauguma jų milijonus metų buvo veikiami naikinimo procesų, slėgio, temperatūros ir virto biriomis uolienomis – smėliu, moliu, liosu ir kt.

Iki 1200 km yra vadinamasis sigmatinis apvalkalas. Pagrindinės jo sudedamosios dalys yra magnis ir silicis.

1200–2900 km gylyje yra apvalkalas, vadinamas vidutiniu pusmetaliniu arba rūdiniu. Jame daugiausia yra metalų, ypač geležies.

Žemiau 2900 km yra centrinė Žemės dalis.

Hidrosfera

Šio Žemės apvalkalo sudėtį reprezentuoja visi planetos vandenys, nesvarbu, ar tai būtų vandenynai, jūros, upės, ežerai, pelkės, požeminis vanduo. Hidrosfera yra Žemės paviršiuje ir užima 70% viso ploto – 361 milijoną km 2.

1375 milijonai km 3 vandens telkiasi vandenyne, 25 – sausumos paviršiuje ir ledynuose, 0,25 – ežeruose. Akademiko Vernadskio teigimu, žemės plutos storyje išsidėstę dideli vandens rezervai.

Žemės paviršiuje vanduo dalyvauja nuolatinėje vandens mainuose. Garavimas daugiausia vyksta nuo vandenyno paviršiaus, kur vanduo yra sūrus. Dėl kondensacijos proceso atmosferoje žemė aprūpinama gėlu vandeniu.

Biosfera

Šio Žemės apvalkalo struktūrą, sudėtį ir energiją lemia gyvų organizmų veiklos procesai. Biosferos ribos – žemės paviršius, dirvožemio sluoksnis, žemutinė atmosfera ir visa hidrosfera.

Augalai paskirsto ir kaupia saulės energiją įvairių organinių medžiagų pavidalu. Gyvi organizmai vykdo cheminių medžiagų migracijos procesą dirvožemyje, atmosferoje, hidrosferoje, nuosėdinėse uolienose. Gyvūnų dėka šiuose kiautuose vyksta dujų mainai ir redokso reakcijos. Atmosfera taip pat yra gyvų organizmų veiklos rezultatas.

Apvalkalą vaizduoja biogeocenozės, kurios yra genetiškai vienalytės Žemės sritys su vieno tipo augalijos danga ir gyvenančiais gyvūnais. Biogeocenozės turi savo dirvožemį, topografiją ir mikroklimatą.

Visi Žemės apvalkalai yra glaudžiai nuolatinėje sąveikoje, kuri išreiškiama kaip materijos ir energijos mainai. Šios sąveikos srities tyrimai ir bendrųjų principų nustatymas yra svarbūs norint suprasti dirvožemio formavimosi procesą. Geografiniai Žemės apvalkalai yra unikalios sistemos, būdingos tik mūsų planetai.

Įvadas

1. Pagrindiniai žemės apvalkalai

3. Geoterminis žemės režimas

Išvada

Naudotų šaltinių sąrašas

Įvadas

Geologija yra mokslas apie Žemės sandarą ir raidos istoriją. Pagrindiniai tyrimo objektai – uolienos, kuriose įspaustas geologinis Žemės įrašas, taip pat šiuolaikiniai fiziniai procesai ir mechanizmai, veikiantys tiek jos paviršiuje, tiek žarnyne, kurių tyrimas leidžia suprasti, kaip vystėsi mūsų planeta m. praeitis.

Žemė nuolat keičiasi. Kai kurie pokyčiai vyksta staiga ir labai greitai (pavyzdžiui, ugnikalnių išsiveržimai, žemės drebėjimai ar dideli potvyniai), tačiau dažniausiai jie vyksta lėtai (per šimtmetį nuardomas ar susikaupia ne didesnis kaip 30 cm storio kritulių sluoksnis). Tokie pokyčiai per vieno žmogaus gyvenimą nepastebimi, tačiau tam tikra informacija apie pokyčius sukaupta per ilgą laiką, o reguliarių tikslių matavimų pagalba fiksuojami net ir nežymūs žemės plutos judesiai.

Žemės istorija prasidėjo kartu su Saulės sistemos raida maždaug prieš 4,6 mlrd. Tačiau geologiniams įrašams būdingas fragmentiškumas ir neišsamumas, nes daug senovinių uolienų buvo sunaikinta arba padengta jaunesnių nuosėdų. Spragas reikia užpildyti koreliuojant su įvykiais, kurie įvyko kitur ir apie kuriuos turima daugiau duomenų, taip pat remiantis analogija ir hipotezėmis. Santykinis uolienų amžius nustatomas pagal juose esančius iškastinių liekanų kompleksus, o telkinius, kuriuose tokių liekanų nėra, pagal abiejų santykinę padėtį. Be to, geocheminiais metodais galima nustatyti beveik visų uolienų absoliutų amžių.

Šiame darbe nagrinėjami pagrindiniai žemės apvalkalai, jų sudėtis ir fizinė sandara.

1. Pagrindiniai žemės apvalkalai

Žemėje yra 6 apvalkalai: atmosfera, hidrosfera, biosfera, litosfera, pirosfera ir centrosfera.

Atmosfera yra išorinis dujinis Žemės apvalkalas. Jo apatinė riba eina per litosferą ir hidrosferą, o viršutinė - 1000 km aukštyje. Atmosfera yra padalinta į troposferą (judantįjį sluoksnį), stratosferą (sluoksnį virš troposferos) ir jonosferą (viršutinį sluoksnį).

Vidutinis troposferos aukštis yra 10 km. Jo masė sudaro 75% visos atmosferos masės. Oras troposferoje juda tiek horizontaliai, tiek vertikaliai.

Stratosfera iškilusi 80 km virš troposferos. Jo oras, judantis tik horizontalia kryptimi, formuoja sluoksnius.

Dar aukščiau išsiplečia jonosfera, kuri savo pavadinimą gavo dėl to, kad jos oras nuolat jonizuojasi veikiamas ultravioletinių ir kosminių spindulių.

Hidrosfera užima 71% Žemės paviršiaus. Vidutinis jo druskingumas yra 35 g/l. Vandenyno paviršiaus temperatūra yra nuo 3 iki 32 ° C, tankis apie 1. Saulės šviesa prasiskverbia į 200 m gylį, o ultravioletiniai spinduliai į 800 m gylį.

Biosfera arba gyvybės sfera susilieja su atmosfera, hidrosfera ir litosfera. Jo viršutinė riba siekia viršutinius troposferos sluoksnius, o apatinė eina palei vandenyno baseinų dugną. Biosfera skirstoma į augalų (daugiau kaip 500 000 rūšių) ir gyvūnų (daugiau nei 1 000 000 rūšių) sferą.

Litosfera – Žemės akmeninis apvalkalas – yra 40–100 km storio. Tai apima žemynus, salas ir vandenynų dugną. Vidutinis žemynų aukštis virš vandenyno lygio: Antarktida – 2200 m, Azija – 960 m, Afrika – 750 m, Šiaurės Amerika – 720 m, Pietų Amerika – 590 m, Europa – 340 m, Australija – 340 m.

Po litosfera yra pirosfera – ugninis Žemės apvalkalas. Jo temperatūra pakyla maždaug 1°C kas 33 m gylio. Dideliame gylyje esančios uolos dėl aukštos temperatūros ir didelio slėgio tikriausiai yra išlydytos.

Centrosfera, arba Žemės šerdis, yra 1800 km gylyje. Daugumos mokslininkų teigimu, jį sudaro geležis ir nikelis. Slėgis čia siekia 300000000000 Pa (3000000 atmosferų), temperatūra – keli tūkstančiai laipsnių. Šerdies būklė vis dar nežinoma.

Ugninė Žemės sfera toliau vėsta. Kietas kiautas storėja, ugningas – storėja. Vienu metu tai lėmė kietų riedulių – žemynų – formavimąsi. Tačiau ugnies sferos įtaka Žemės planetos gyvybei vis dar labai didelė. Žemynų ir vandenynų kontūrai, klimatas ir atmosferos sudėtis ne kartą keitėsi.

Egzogeniniai ir endogeniniai procesai nuolat keičia kietą mūsų planetos paviršių, o tai savo ruožtu aktyviai veikia Žemės biosferą.

2. Žemės sudėtis ir fizinė sandara

Geofiziniai duomenys ir giliųjų inkliuzų tyrimo rezultatai rodo, kad mūsų planeta susideda iš kelių skirtingų fizinių savybių apvalkalų, kurių pokytis atspindi ir medžiagos cheminės sudėties pokytį gyliui, ir jos agregacijos būsenos pokyčius, priklausomai nuo spaudimas.

Aukščiausias Žemės apvalkalas - žemės pluta - po žemynais vidutiniškai yra apie 40 km (25-70 km), o po vandenynais - tik 5-10 km (be vandens sluoksnio, vidutiniškai 4,5 km). . Mohorovičiaus paviršius imamas kaip apatinis žemės plutos kraštas - seisminis pjūvis, kuriame išilginių elastinių bangų sklidimo greitis staigiai padidėja gyliu nuo 6,5-7,5 iki 8-9 km / s, o tai atitinka padidėjimą. medžiagos tankyje nuo 2,8-3 ,0 iki 3,3 g/cm3.

Nuo Mohorovičiaus paviršiaus iki 2900 km gylio tęsiasi Žemės mantija; viršutinė mažiausiai tanki 400 km storio zona išsiskiria kaip viršutinė mantija. Intervalą nuo 2900 iki 5150 km užima išorinė šerdis, o nuo šio lygio iki Žemės centro, t.y. nuo 5150 iki 6371 km, yra vidinė šerdis.

Žemės šerdis mokslininkus domino nuo pat jos atradimo 1936 m. Ją atvaizduoti buvo itin sunku, nes jį pasiekia ir į paviršių grįžta palyginti nedaug seisminių bangų. Be to, jau seniai laboratorijoje buvo sunku atkurti ekstremalias šerdies temperatūras ir slėgius. Nauji tyrimai galėtų pateikti išsamesnį mūsų planetos centro vaizdą. Žemės šerdis yra padalinta į 2 atskirus regionus: skystą (išorinė šerdis) ir kietą (vidinį), perėjimas tarp kurių yra 5156 km gylyje.

Geležis yra vienintelis elementas, kuris labai atitinka seismines žemės šerdies savybes ir yra pakankamai gausus visatoje, kad sudarytų maždaug 35% planetos masės planetos šerdyje. Remiantis šiuolaikiniais duomenimis, išorinė šerdis yra besisukantis išlydytos geležies ir nikelio srautas, geras elektros laidininkas. Būtent su juo siejama žemės magnetinio lauko kilmė, turint omenyje, kad kaip milžiniškas generatorius, skystoje šerdyje tekančios elektros srovės sukuria globalų magnetinį lauką. Mantijos sluoksnį, kuris tiesiogiai liečiasi su išorine šerdimi, jis veikia, nes šerdyje temperatūra yra aukštesnė nei mantijoje. Vietomis šis sluoksnis generuoja didžiulius šilumos ir masės srautus, nukreiptus į Žemės paviršių – plunksnas.

Vidinė kieta šerdis nėra sujungta su mantija. Manoma, kad jo kietą būseną, nepaisant aukštos temperatūros, suteikia milžiniškas slėgis Žemės centre. Siūloma, kad, be geležies ir nikelio lydinių, šerdyje turėtų būti ir lengvesnių elementų, tokių kaip silicis ir siera, o galbūt ir silicis bei deguonis. Žemės branduolio būklės klausimas vis dar diskutuotinas. Didėjant atstumui nuo paviršiaus, didėja medžiagos suspaudimas. Skaičiavimai rodo, kad slėgis žemės šerdyje gali siekti 3 mln. atm. Tuo pačiu metu atrodo, kad daugelis medžiagų yra metalizuotos – jos pereina į metalinę būseną. Buvo net hipotezė, kad Žemės šerdį sudaro metalinis vandenilis.

Išorinė šerdis taip pat metalinė (iš esmės geležinė), tačiau skirtingai nei vidinė, metalas čia yra skystos būsenos ir neperduoda skersinių elastinių bangų. Konvekcinės srovės metalinėje išorinėje šerdyje yra Žemės magnetinio lauko susidarymo priežastis.

Žemės mantija susideda iš silikatų: silicio ir deguonies junginių su Mg, Fe, Ca. Viršutinėje mantijoje vyrauja peridotitai – uolienos, daugiausia susidedančios iš dviejų mineralų: olivino (Fe, Mg) 2SiO4 ir pirokseno (Ca, Na) (Fe, Mg, Al) (Si, Al) 2O6. Šiose uolienose yra palyginti nedaug (< 45 мас. %) кремнезема (SiO2) и обогащены магнием и железом. Поэтому их называют ультраосновными и ультрамафическими. Выше поверхности Мохоровичича в пределах континентальной земной коры преобладают силикатные магматические породы основного и кислого составов. Основные породы содержат 45-53 мас. % SiO2. Кроме оливина и пироксена в состав основных пород входит Ca-Na полевой шпат - плагиоклаз CaAl2Si2O8 - NaAlSi3O8. Кислые магматические породы предельно обогащены кремнеземом, содержание которого возрастает до 65-75 мас. %. Они состоят из кварца SiO2, плагиоклаза и K-Na полевого шпата (K,Na) AlSi3O8. Наиболее распространенной интрузивной породой основного состава является габбро, а вулканической породой - базальт. Среди кислых интрузивных пород чаще всего встречается гранит, a вулканическим аналогом гранита является риолит.

Taigi viršutinę mantiją sudaro ultramafinės ir ultramafinės uolienos, o Žemės plutą daugiausia sudaro bazinės ir felsinės magminės uolienos: gabro, granitai ir jų vulkaniniai analogai, kuriuose, palyginti su viršutinės mantijos peridotitais, yra mažiau magnio ir geležies ir tuo pačiu metu yra praturtintas silicio dioksidu, aliuminiu ir šarminiais metalais.

Po žemynais pagrindinės uolienos susitelkusios apatinėje plutos dalyje, o rūgštinės – viršutinėje. Po vandenynais plona pluta sudaryta beveik vien iš gabro ir bazaltų. Tvirtai nustatyta, kad pagrindinės uolienos, kurios, įvairiais vertinimais, sudaro nuo 75 iki 25% žemyninės plutos masės ir beveik visos vandenyno plutos, magminės veiklos metu buvo išlydytos iš viršutinės mantijos. Rūgščios uolienos paprastai laikomos pakartotinio dalinio mafinių uolienų lydymosi žemyninėje plutoje produktu. Peridotitai iš viršutinės mantijos dalies yra išeikvoti lydančių komponentų, kurie magminių procesų metu pasislenka į žemės plutą. Ypač „nuskurdinta“ yra viršutinė mantija po žemynais, kur iškilo storiausia žemės pluta.

Žemės lukšto atmosferos biosfera

3. Geoterminis žemės režimas

Įšalusių sluoksnių geoterminį režimą lemia šilumos perdavimo sąlygos įšalusio masyvo ribose. Pagrindinės geoterminio režimo formos yra periodiniai temperatūros svyravimai (metiniai, ilgalaikiai, pasaulietiniai ir kt.), kurių pobūdį lemia paviršiaus temperatūros pokyčiai ir šilumos srautas iš Žemės gelmių. Temperatūros svyravimams plintant iš paviršiaus gilyn į uolienas, jų periodas išlieka nepakitęs, o amplitudė eksponentiškai mažėja didėjant gyliui. Proporcingai gylio padidėjimui, ekstremalios temperatūros atsilieka tam tikru laikotarpiu, vadinamu fazės poslinkiu. Esant vienodoms temperatūrų svyravimų amplitudėms, jų slopinimo gylių santykis yra proporcingas periodų santykių kvadratinei šakniai.

Sušalusių sluoksnių geoterminio režimo specifiškumą lemia „vanduo-ledo“ fazių virsmai, lydimi šilumos išsiskyrimo ar sugėrimo ir uolienų termofizinių savybių pasikeitimo. Šilumos suvartojimas fazių perėjimui sulėtina 0°С izotermos progresą ir sukelia sušalusių sluoksnių šiluminę inerciją. Viršutinėje amžinojo įšalo ruožo dalyje išskiriamas metinių temperatūros svyravimų sluoksnis. Šio sluoksnio apačioje temperatūra atitinka vidutinę metinę ilgo (5-10 metų) laikotarpio temperatūrą. Metinių temperatūros svyravimų sluoksnio storis vidutiniškai svyruoja nuo 3-5 iki 20-25 m, priklausomai nuo vidutinės metinės temperatūros ir uolienų termofizinių savybių.

Uolienų temperatūros laukas, esantis žemiau metinių svyravimų sluoksniu, susidaro veikiant šilumos srautui iš Žemės žarnų ir temperatūros svyravimams paviršiuje, trunkantiems ilgiau nei 1 metus. Tam įtakos turi geologinė sandara, uolienų termofizinės charakteristikos ir šilumos perdavimas požeminiu vandeniu, liečiantis su amžinuoju įšalu.

Amžinojo įšalo degradacijos metu žemiausia temperatūra stebima giliau nei metinių svyravimų sluoksnio pagrindas, tai lemia vidutinės metinės temperatūros kilimas. Agradacinio vystymosi metu temperatūros laukas atspindi sušalusių sluoksnių atšalimą nuo paviršiaus, kuris išreiškiamas temperatūros gradiento padidėjimu.

Įšalusių sluoksnių apatinės ribos dinamika priklauso nuo šilumos srautų santykio užšalimo ir atšildymo zonoje. Jų nelygybę lemia ilgalaikiai paviršiaus temperatūros svyravimai, kurie prasiskverbia į gylį, viršijantį amžinojo įšalo storį. Geotechninės ir hidrogeologinės lauko plėtros sąlygos labai priklauso nuo geoterminio režimo ypatybių ir jo pokyčių veikiant kasyklų darbams ir kitiems inžineriniams statiniams. Geoterminio režimo tyrimas ir jo kitimo prognozė atliekami geokriologinių tyrimų metu.

Išvada

Individualų planetos veidą, kaip ir gyvos būtybės išvaizdą, daugiausia lemia vidiniai veiksniai, kylantys giliose jos gelmėse. Šiuos interjerus labai sunku ištirti, nes Žemę sudarančios medžiagos yra nepermatomos ir tankios, todėl tiesioginių duomenų apie giliųjų zonų medžiagą kiekis yra labai ribotas.

Yra daug išradingų ir įdomių mūsų planetos tyrimo metodų, tačiau pagrindinė informacija apie jos vidinę struktūrą gaunama tiriant seismines bangas, atsirandančias žemės drebėjimų ir galingų sprogimų metu. Kas valandą įvairiuose Žemės taškuose užfiksuojama apie 10 žemės paviršiaus svyravimų. Tokiu atveju kyla dviejų tipų seisminės bangos: išilginės ir skersinės. Abiejų tipų bangos gali sklisti kietajame kūne, tačiau skysčiuose gali sklisti tik išilginės bangos.

Žemės paviršiaus poslinkius fiksuoja visame Žemės rutulyje įrengti seismografai. Stebėdami greitį, kuriuo bangos sklinda per Žemę, geofizikai gali nustatyti uolienų tankį ir kietumą gyliuose, kurie yra neprieinami tiesioginiams tyrimams. Palyginus tankius, žinomus iš seisminių duomenų ir laboratorinių eksperimentų su uolienomis metu (kur modeliuojama temperatūra ir slėgis, atitinkantis tam tikrą Žemės gylį), galima padaryti išvadą apie žemės vidaus medžiagų sudėtį. . Naujausi geofizikos duomenys ir eksperimentai, susiję su mineralų struktūrinių virsmų tyrimais, leido modeliuoti daugelį struktūros, sudėties ir Žemės gelmėse vykstančių procesų ypatybių.

Zatsii gyvenimas. Pagrindiniai struktūriniai elementai čia yra biogeocenozė, tai yra vidurys, tai yra geografinis Žemės apvalkalas (atmosfera, dirvožemis, hidrosfera, sony spinduliuotė, kosminė vibracija ir kt.), antropogeninis antplūdis. Į liūdnai pagarsėjusį žvilgsnį V.I. Vernadskis gyvą, inertišką ir biologinę kalbą pavadino pagrindiniais struktūriniais biosferos komponentais kaip unikalias svarbias gyvenimo funkcijas ...

Ar ne šiame kelyje galima rasti tiltą tarp negyvosios ir gyvosios gamtos. Lemiamas žodis šiuo klausimu priklauso įvairiems būsimiems biocheminiams ir genetiniams tyrimams. Taigi pagrindines hipotezes apie gyvybės atsiradimą Žemėje galima suskirstyti į 3 grupes: 1) religinė hipotezė apie „dieviškąją“ gyvybės kilmę; 2) "panspermija" - gyvybė atsirado erdvėje ir tada buvo atnešta ...

25 mg. Vitaminas U skatina skrandžio ir dvylikapirštės žarnos opų gijimą. Sudėtyje yra petražolės, šviežių baltųjų kopūstų sultys. 1.1.6. Kitos maistinės medžiagos. Be minėtų pagrindinių medžiagų, maisto produktuose yra organinių rūgščių, eterinių aliejų, glikozidų, alkaloidų, taninų, dažiklių ir fitoncidų. Organinės rūgštys randamos...

Taip pat yra mažiau svarbių stačiatikių mokyklų, tokių kaip gramatinė, medicinos ir kitos, nurodytos Madhavačarjos darbuose. Tarp heterodoksinių sistemų daugiausia yra trys pagrindinės mokyklos – materialistinė (pvz., Charvaka), budistinė (Vaibhashika, Sautrantika, Yogochara ir Madyamaka) ir Jain. Jie vadinami netradiciniais, nes nepripažįsta Vedų autoriteto. vienas)...